直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中央控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、在眾多可再生能源技術(shù)中,風(fēng)電技術(shù)以綠色環(huán)保的優(yōu)勢(shì)發(fā)展迅速,但我國(guó)目前的控制系統(tǒng)通常是和風(fēng)機(jī)設(shè)備一起從國(guó)外引進(jìn),其通用性和兼容性較差,所以對(duì)風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)的研究顯得尤為重要。通過閱讀大量國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)和研究認(rèn)為永磁同步發(fā)電機(jī)組具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、低價(jià)高效、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)下的熱門機(jī)型,因此其在風(fēng)力發(fā)電行業(yè)市場(chǎng)上占有了越來越多的份額,本文就以該機(jī)型為基礎(chǔ)進(jìn)行中央控制系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。
　　中央控制系統(tǒng)是整個(gè)風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的核心,它與風(fēng)機(jī)的每個(gè)部

2、件、每個(gè)系統(tǒng)都有密切的聯(lián)系,其主要任務(wù)就是確保風(fēng)機(jī)能準(zhǔn)確控制、安全穩(wěn)定的運(yùn)行。風(fēng)機(jī)大多數(shù)都在自然環(huán)境惡劣的地方工作、且無人看管,這就對(duì)中央控制系的可靠性和實(shí)用性提出了挑戰(zhàn),從目前的情況來看,現(xiàn)有的中央控制系統(tǒng)還沒有完全實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),本文以提高中央控制系統(tǒng)的可靠性和實(shí)用性為出發(fā)點(diǎn),主要完成主控制器的研究設(shè)計(jì),并在實(shí)驗(yàn)硬件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn),驗(yàn)證設(shè)計(jì)的可靠性和實(shí)用性。
　　首先對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)的控制原理和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明,以風(fēng)力發(fā)電機(jī)組

3、的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的確定為基礎(chǔ),制定了中央控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案。根據(jù)風(fēng)速和轉(zhuǎn)速在不同情況下的變化,劃分風(fēng)機(jī)運(yùn)行區(qū)域,進(jìn)行區(qū)域控制管理,根據(jù)具體情況,確定中央控制系統(tǒng)的職能,制定出整個(gè)中央控制系統(tǒng)的控制策略。
　　其次,根據(jù)總體設(shè)計(jì)方案和整個(gè)中央控制系統(tǒng)的控制策略,在MATLAB仿真軟件Simulink環(huán)境下,對(duì)直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)進(jìn)行了一系列的建模分析,驗(yàn)證控制策略的可行性;研究最大風(fēng)能捕獲過程,通過仿真分析對(duì)比不同的方法,得出本系

4、統(tǒng)的最大功率點(diǎn)跟蹤算法。
　　再次,對(duì)1.5兆瓦的直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中央控制系統(tǒng)的主控制器進(jìn)行硬件及控制軟件設(shè)計(jì),給出了主控制器的控制框圖和程序流程圖;由于主控制器的控制任務(wù)和工作環(huán)境對(duì)硬件性能要求非常高,因此選用風(fēng)機(jī)專用的巴赫曼PLC作為主控制器,并配合上位機(jī)顯示控制功能實(shí)現(xiàn)硬件平臺(tái)搭建。
　　最后,在中央控制系統(tǒng)的硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上,對(duì)風(fēng)機(jī)中央控制系統(tǒng)主控制器進(jìn)行了小功率原理性實(shí)驗(yàn),對(duì)主控制器進(jìn)行驗(yàn)證分析,建立主控制器與中央